CNC3D-printer.com

CNC3D-printer.com


Статьи 3Dprinter Поиск Магазин Регистрация


Прямое лазерное спекание металлов (DMLS)




Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) – технология аддитивного производства металлических изделий, разработанная компанией EOS (Германия). DMLS зачастую путают со схожими технологиями выборочного лазерного спекания (Selective Laser Sintering, SLS) и выборочной лазерной плавки (Selective Laser Melting, SLM).

В основе технологии лежит воздействие лазера на металлический порошок, с целью его спекания и образования на плоскости единой фигуры, заданной геометрии.

Перед началом печати в компьютер, подключенный к устройству, загружается трехмерная модель в *.stl формате. Затем, цифровую 3D-модель "разрезают" на тонкие слои с толщиной, соответствующей толщине слоев, наносимых печатным устройством.

Металлический порошок подается в рабочую камеру в количестве, необходимом для нанесения одного слоя. Специальный валик выравнивает поданный порошок в ровный слой и удаляет излишний материал из камеры, после чего лазерная головка спекает частицы порошка между собой и с предыдущим слоем согласно контурам, определенным цифровой моделью. После завершения вычерчивания слоя, процесс повторяется: валик подает свежий порошок и лазер начинает спекать следующий слой. Привлекательной особенностью этой технологии является очень высокое разрешение печати – в среднем около 20 микрон. Для сравнения, типичная толщина слоя в любительских и бытовых принтерах, использующих технологию FDM/FFF, составляет порядка 50-100 микрон.

Прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

В качестве нагревательного элемента для спекания металлического порошка используют оптоволоконные лазеры относительно высокой мощности – порядка 200 Вт. Некоторые устройства используют более мощные лазеры с повышенной скоростью сканирования (т.е. передвижения лазерного луча) для более высокой производительности. Как вариант, возможно повышение производительности за счет использования нескольких лазеров.

В технологии DMLS нет необходимости построения опор для нависающих элементов конструкции. Неспеченный порошок не удаляется во время печати, а остается в рабочей камере. Создавая для каждого нового слоя опорную поверхность. Кроме того, неизрасходованный материал может быть собран из рабочей камеры по завершении печати и использован заново. DMLS производство можно считать фактически безотходным, что немаловажно при использовании дорогих материалов – например, драгоценных металлов.

Технология DMLS практически не имеет ограничений по геометрической сложности построения, а высокая точность исполнения минимизирует необходимость механической обработки напечатанных изделий. Весь процесс печати протекает в специальной герметической камере, заполняемой инертными газами, например, аргоном, либо азотом со сверхмалыми примесями кислорода. В качестве расходных материалов могут использоваться практически любые металлы и сплавы в порошковой форме. На сегодняшний день успешно применяется нержавеющая сталь, кобальт-хромовые сплавы, никелевые сплавы, алюминиевые сплавы, титан и прочие материалы.

Технология DMLS активно используется в промышленности ввиду возможности построения внутренних структур цельных деталей, недоступных по сложности традиционным методам производства. Детали со сложной геометрической формой могут быть выполнены целиком, а не из составных частей, что благоприятно влияет на качество и стоимость изделий.

Технологию DMLS применяют для быстрого прототипирования и в производстве мелкосерийных партий так, как не требуется специальных инструментов (например, литейных форм) и количество отходов минимально. Производство мелкосерийных партий с помощью этой технологии намного выгодней, чем за счет традиционных методов.

Технология DMLS применяется в следующих отраслях человеческой деятельности:

  • Медицине, при изготовлении зубных протезов и имплантатов.
  • В аэрокосмической сфере, для производства тестовых полнофункциональных частей двигателей и турбин.
  • Для производства изделий малых серий в промышленности.
  • В робототехнике и других научно-исследовательских работах эта технология позволяет увеличить в разы скорость производства новых, уникальных деталей, которые там требуются регулярно.

 

Основные преимущества технологии DMLS:

  • изделия могут иметь геометрию любой сложности. Возможность быстрого производства геометрически сложных деталей без необходимости механической обработки;
  • меньший вес, чем при производстве литьевым методом, за счет большей точности.
  • технология позволяет создавать несколько моделей одновременно с ограничением лишь по размеру рабочей камеры;
  • построение моделей занимает порядка несколько часов, что несоизмеримо более выгодно, чем литейный процесс.

 

Основными недостатками технологии DMLS является то, что детали, произведенные лазерным спеканием, не обладают монолитностью, а потому не достигают тех же показателей прочности, что и детали, произведенные субтрактивными методами.

 

 


Вы можете стать первым